一種輪胎搬運機器人及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種輪胎搬運機器人，包括搬運機器人本體、安裝在搬運機器人本體上的輪胎抓取裝置、紅外測距傳感器、機器人控制器，所述紅外測距傳感器與機器人控制器連接，用于實時檢測目標(biāo)位置，并把位置信息傳送給機器人控制器；所述機器人控制器與搬運機器人本體連接；本發(fā)明采用了運動和操作精度更高的垂掛式六自由度直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的搬運機器人，以及氣缸驅(qū)動的輪胎抓取裝置，抓取范圍可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、大行程的運動要求；基于傳感器的閉環(huán)軌跡規(guī)劃方法和智能指令系統(tǒng)，大大節(jié)約了操作人員示教編程的時間，提高了機器人的運行效率；開放式的機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有助于開發(fā)人員對機器人控制系統(tǒng)進行后期的擴充和開發(fā)，提高系統(tǒng)的柔性。
【專利說明】一種輪胎搬運機器人及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及到一種搬運機器人及其控制方法，特別涉及一種應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的輪胎搬運機器人及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，許多人工生產(chǎn)加工的工作領(lǐng)域被工業(yè)機器人所代替，汽車生產(chǎn)線中的輪胎搬運作為一項體力繁重而又重復(fù)繁瑣的作業(yè)逐步被工業(yè)機器人取代。
[0003]然而，由于汽車輪胎的重量較大，再加上機器人末端的輪胎抓取裝置，目前，廣泛使用的輪胎搬運機器人主要為具有較大負載的通用關(guān)節(jié)機器人，機器人的購買和維修保養(yǎng)成本較高。大部分用于搬運的工業(yè)機器人都采用人工逐步按指令進行程序示教的方式，操作工人需要操作機器人對所需要經(jīng)過的空間路徑進行逐一示教，而且，關(guān)節(jié)機器人相對于直角坐標(biāo)機器人的空間坐標(biāo)并不直觀，示教過程難度較大，需要專業(yè)的機器人操作工人才能熟練掌握，所需要花費的時間也非常多。另外，如果缺少外部設(shè)備的反饋形成閉環(huán)控制，直接采用人工示教方式的關(guān)節(jié)機器人的運動軌跡精度不高，需要人為對所示教的軌跡程序進行不斷的修正，從而使機器人得到較為理想的運動軌跡。
[0004]從控制系統(tǒng)的角度考慮，目前市場上大部分關(guān)節(jié)機器人的控制系統(tǒng)都是專業(yè)開發(fā)，具有封閉性，不易進行二次開發(fā)或者進行控制系統(tǒng)的修改，對于一些需求的變化而難以進行修改無法滿足控制系統(tǒng)柔性的要求。在汽車生產(chǎn)線中，大部分負責(zé)輪胎搬運的機器人并沒有與目標(biāo)工位相關(guān)的裝置形成位置閉環(huán)反饋，機器人的抓取輪胎進行運動的過程對于目標(biāo)工位裝置來說是一種開環(huán)的軌跡運動，如果機器人搬運輪胎的實際位置軌跡與目標(biāo)位置存在較大偏差，而又因為缺少位置反饋，機器人無法識別位置偏差，這不僅造成運動的位置誤差，而且有可能產(chǎn)生碰撞甚至其他危險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]所要解決的技術(shù)問題:
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有情況的不足和生產(chǎn)需要，為了解決輪胎搬運機器人成本較高、示教過程繁瑣、搬運位置精度不高、編程效率較低、機器人運行效率不高等方面的缺陷，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的輪胎搬運機器人及其控制方法。
[0006]技術(shù)方案:
為了實現(xiàn)以上功能，本發(fā)明提供了一種輪胎搬運機器人，包括搬運機器人本體、安裝在搬運機器人本體上的輪胎抓取裝置、紅外測距傳感器、機器人控制器，所述紅外測距傳感器與機器人控制器連接，用于實時檢測目標(biāo)位置，并把位置信息傳送給機器人控制器；所述機器人控制器與搬運機器人本體連接；其特征在于:
其中，輪胎抓取裝置與搬運機器人本體連接處設(shè)有可以旋轉(zhuǎn)的第一手腕單元，所述第一手腕單元繞搬運機器人本體的長度方向的第一軸線A旋轉(zhuǎn)； 在該第一手腕單元上，繞大致垂直于所述第一軸線A的第二軸線B可以旋轉(zhuǎn)的設(shè)置第~■手單兀；
在該第二手腕單元上，設(shè)置有輪胎抓取裝置，所述輪胎抓取裝置繞大致垂直于第二軸線B的第三軸線C旋轉(zhuǎn)。
[0007]所述搬運機器人本體包括底座、活動定位于底座上并與底座垂直設(shè)置的懸臂、垂直安裝于懸臂末端的前臂；
所述底座設(shè)有梁，梁上設(shè)有第一導(dǎo)軌，所述懸臂上設(shè)有第二導(dǎo)軌，懸臂與底座連接處設(shè)有連接件，該連接件與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接處分別設(shè)有滾輪，使懸臂沿梁的長度方向水平移動，并且使懸臂上下移動；
所述前臂的末端連接第一手腕單元，并且所述第一手腕單元繞前臂的長度方向的第一軸線A旋轉(zhuǎn)。
[0008]所述前臂采用皮帶傳動的伸縮式倍速機構(gòu)對其長度方向的運動進行控制。
[0009]所述機器人控制器上設(shè)有顯示器。
[0010]所述紅外測距傳感器上設(shè)有紅外測距傳感器，所述輪胎抓取裝置的末端為一輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)，紅外測距傳感器設(shè)置在輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)前端，用于檢測汽車輪胎裝配螺紋孔位置。
[0011]所述輪胎抓取裝置采用氣缸驅(qū)動，具體包括氣缸、電磁氣閥、輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)；電磁閥與汽缸通過氣動接頭、PU管相連接，汽缸與輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)直接連接，通過控制電磁氣閥通電斷電來控制汽缸的運動，進而控制輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)抓取或松開輪胎。
[0012]一種輪胎搬運機器人控制方法，具體的搬運方法包括以下步驟:所述
51、安裝調(diào)試:將搬運機器人本體、機器人控制器以及紅外測距傳感器安裝在汽車總生產(chǎn)線上,并進行系統(tǒng)調(diào)試；
52、啟動:搬運機器人通電后，進入啟動過程，搬運機器人完成初始化、自檢診斷過程以及自動回零過程，并進行位置校正；
53、示教:人工示教搬運機器人運動軌跡中的若干關(guān)鍵位置點，并保存指令代碼；
54、取料:搬運機器人運動到取料位置抓取輪胎，經(jīng)過預(yù)先規(guī)劃的若干中間位置點，到達位置等待點；進行中間位置點規(guī)劃時，控制系統(tǒng)內(nèi)部使用單軸運動算法進行規(guī)劃，以梁X的方向、懸臂的方向Z、前臂的方向Y進行規(guī)劃，以設(shè)定的步長進行計算，并避開障礙物；抓取時，夾爪首先松開，機械手向著輪胎方向運動，在即將到達輪胎位置時，運動速度放緩，輪胎抓取裝置沿第一軸線A、第二軸向B、第三軸線C調(diào)整輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)，并運行到抓取位置，然后夾緊夾爪抓取輪胎；
55、檢測:紅外測距傳感器實時檢測輪胎的位置信號并發(fā)送給機器人控制器；
56、軌跡規(guī)劃:機器人控制器將讀取的傳感信號進行解析，并對目標(biāo)位置進行規(guī)劃和軌跡插補；
57、搬運:搬運機器人從位置等待點，根據(jù)規(guī)劃的運動軌跡運動，并根據(jù)反饋的位置信號，并實時監(jiān)測是否有干涉信號的存在，及時調(diào)整搬運機器人本體和抓手的運動，直至完成整個輪胎搬運過程；其中，干涉信號由紅外測距傳感器提供，當(dāng)存在干涉時傳感器將信號傳輸給控制器，控制器發(fā)出停止信號，搬運機器人停止運動，重新進行規(guī)劃和軌跡插補，調(diào)整搬運機器人本體和抓手的運動，直至完成整個輪胎搬運過程。
[0013]搬運機器人抓住輪胎后將輪胎搬運到指定位置的具體過程為:
首先，紅外測距傳感器信號經(jīng)過位置采集模塊實時發(fā)送給搬運機器人控制系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)實時讀取傳感信號；
然后，處于等待狀態(tài)的機器人控制器根據(jù)讀取的位置信號進行判斷，如果滿足運動要求就進行位置解析和轉(zhuǎn)換，計算出目標(biāo)位置，經(jīng)過路徑規(guī)劃算法模塊的目標(biāo)位置軌跡規(guī)劃、軌跡優(yōu)化過程，最終發(fā)送運動指令機器人執(zhí)行機構(gòu)；
最后，搬運機器人沿搬運機器人本體梁X的方向、懸臂的方向Z、前臂的方向Y調(diào)整輪胎抓取裝置的位置，輪胎抓取裝置沿第一軸線A、第二軸向B、第三軸線C調(diào)整輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)；到達目標(biāo)位置，從而完成整個運動過程。
[0014]有益效果:
本發(fā)明提供的輪胎搬運機器人及其控制方法，能夠自動完成輪胎搬運過程，大大節(jié)約人力成本，并提高生產(chǎn)效率；采用的六自由度直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)式機器人，以及抓取范圍可調(diào)的輪胎抓取裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、大行程的運動要求；通過智能指令系統(tǒng)及簡單的示教過程完成機器人的編程，大大簡化了傳統(tǒng)人工逐點位置編程的過程；通過紅外測距傳感器檢測汽車輪胎裝配螺紋孔位置而實現(xiàn)自動進行輪胎搬運的軌跡規(guī)劃與運動控制的方法，避免了人工示教繁瑣、費時而精度不高的缺陷，實現(xiàn)高效率的輪胎搬運程序規(guī)劃與運動控制；通過采用開放式的機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有助于開發(fā)人員對機器人控制系統(tǒng)進行后期的擴充和開發(fā)，提高系統(tǒng)的柔性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明:
圖1為本發(fā)明的輪胎搬運機器人的結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2為本發(fā)明的基于傳感器信號進行機器人運動控制的原理圖；
圖3為本發(fā)明的輪胎搬運機器人的智能指令系統(tǒng)框架圖；
圖4為本發(fā)明的輪胎搬運機器人的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提供一種輪胎搬運機器人及其控制方法，為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及效果更加清楚，明確，以及參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]請參閱圖1，其為本發(fā)明的輪胎搬運機器人的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖所示，所述的輪胎搬運機器人包括:搬運機器人本體，所述搬運機器人本體上設(shè)置有以輪胎搬運機器人的梁為X軸、前臂為Y軸、懸臂為Z軸的三個直線運動機構(gòu)，以及前臂與輪胎抓取裝置連接部位設(shè)有第一軸線A軸、第二軸線B軸、第三軸線C軸的三個末端旋轉(zhuǎn)運動軸；以及與搬運機器人本體相連接的機器人控制器9，與機器人控制器9相連接的紅外測距傳感器裝置8，顯示器10。所述的X軸、Y軸、Z軸三個直線運動軸遵循笛卡爾坐標(biāo)系原理，各軸的分布從壁掛基座從X軸依次經(jīng)過Z軸、Y軸、A軸、B軸、C軸以及輪胎抓取裝置7呈現(xiàn)開放式的鏈狀結(jié)構(gòu)；所述的搬運機器人本體連接機器人控制器9連接紅外測距傳感器，用于反饋搬運輪胎的實際目標(biāo)位置并進行干涉檢測。
[0018]所述的搬運機器人本體根據(jù)機器人控制器9發(fā)出的運動指令，控制機器人X軸、Y軸、Z軸、A軸、B軸、C軸做出各種動作，從而帶動與其相連的輪胎抓取裝置對輪胎進行抓取，并通過輪胎搬運機器人的運動將輪胎移動到所規(guī)定的位置。
[0019]所述的輪胎抓取裝置7用于對輪胎進行抓取或松開，當(dāng)輪胎到達所規(guī)定放置的位置時，松開輪胎，包括抓取執(zhí)行裝置、氣缸、電磁氣閥，所述的氣缸用于將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，從而帶動輪胎抓取執(zhí)行裝置進行運動，所述的夾具執(zhí)行裝置用于實現(xiàn)對輪胎的抓取和松開，能夠適應(yīng)一定范圍內(nèi)不同規(guī)格的輪胎。
[0020]所述的機器人控制器9通過發(fā)送控制信號控制機器人和輪胎抓取裝置進行運動。另外，所述的機器人控制器9上連接有紅外測距傳感器8，傳感裝置安裝在目標(biāo)工位位置，用于反饋機器人搬運輪胎到實際目標(biāo)位置，從而控制機器人進行位置的修正和自動規(guī)劃運動軌跡，也可以調(diào)整機器人本體和抓取裝置的運動，最終使機器人運動到達規(guī)定的目標(biāo)位置；所述的紅外測距傳感器為紅外傳感裝置，所述檢測的目標(biāo)位置為汽車輪胎裝配螺紋孔位置。機器人控制系統(tǒng)具體包括:如圖4所示:
調(diào)試模塊，用于機器人的初步安裝與調(diào)試的參數(shù)設(shè)置與位置修正，技術(shù)人員可進行機器人出廠參數(shù)的修改以及安裝調(diào)試參數(shù)的校正；
啟動模塊，包括初始化模塊、自檢診斷模塊和自動回零模塊等子模塊，完成機器人的初始化、自檢和回零等啟動過程，其中所述的初始化模塊用于對機器人進行系統(tǒng)初始化，所述的自檢診斷模塊用于對機器人系統(tǒng)及運行狀態(tài)進行自動檢測以及故障診斷，所述的自動回零模塊，用于控制機器人進行各軸的自動回零；
示教模塊，用于人工示教機器人運動軌跡的若干關(guān)鍵位置點，并保存指令代碼，其中指令代碼包括自由運動指令、智能取料指令、智能目標(biāo)指令等，從而控制機器人根據(jù)指令執(zhí)行運動程序；
參數(shù)管理模塊，用于設(shè)置與搬運機器人運動過程相關(guān)的參數(shù)并進行管理；
文件管理模塊，用于管理搬運機器人的程序文件和報警診斷文件，進行文件的新建、重命名、復(fù)制、保存、刪除等操作；
運動執(zhí)行模塊，包括智能算法模塊、運動規(guī)劃模塊和狀態(tài)顯示模塊三個子模塊，通過各個子模塊的配合完成搬運機器人的整個運動過程，其中，所述的智能算法模塊，用于讀取紅外傳感器的信號并根據(jù)信號計算搬運機器人的目標(biāo)位置以及若干中間軌跡位置，并對所需要運行的位置點進行軌跡規(guī)劃，從而平滑的完成運動過程，所述的運動規(guī)劃模塊，用于規(guī)劃機器人的取料運動、中間自由點位置運動等軌跡運動過程，所述的狀態(tài)顯示模塊用于顯示機器人的實時運動狀態(tài)；
進一步地，本發(fā)明還提供了一種所述的輪胎搬運機器人的控制方法，包括:
基于傳感器的輪胎搬運軌跡規(guī)劃方法:進行輪胎搬運機器人的軌跡控制和規(guī)劃，包括紅外測距傳感器、信號采集電路以及連接電纜，系統(tǒng)內(nèi)部將采集的傳感器信號進行解析，從而計算得到實際目標(biāo)位置，經(jīng)過智能算法模塊和運動規(guī)劃模塊控制機器人抓取輪胎運動到達目標(biāo)位置
智能指令系統(tǒng):包含智能取料指令、智能等待指令、智能目標(biāo)運動指令。
[0021]進一步地，所述的輪胎搬運機器人的控制方法，其中，所述的基于傳感器的輪胎搬運軌跡規(guī)劃方法:傳感裝置與機器人通過一定的機械裝置固定在生產(chǎn)線工作臺上，機器人控制系統(tǒng)實時讀取紅外傳感裝置的信號狀態(tài)，控制系統(tǒng)通過所讀取的紅外傳感裝置的信號狀態(tài)，判斷計算目標(biāo)運動的準(zhǔn)確位置，機器人控制系統(tǒng)根據(jù)這一位置信息并結(jié)合相對的位置進行運算，轉(zhuǎn)換成機器人末端執(zhí)行裝置的規(guī)劃目標(biāo)位置，根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)位置以及若干運動的中間點，從而控制機器人運動到目標(biāo)位置。這個方法可以有效解決汽車到達工位存在偏差而導(dǎo)致機器人搬運輪胎不能有效準(zhǔn)確的進行相應(yīng)的位置調(diào)整的問題，故能提高搬運機器人搬運輪胎的運動位置精度。
[0022]進一步地，所述的輪胎搬運機器人的控制方法，其中，搬運機器人的智能指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，每條指令劃分為運動屬性、工藝屬性和類型屬性三種不同的屬性，其中運動屬性包括直線運動、圓弧運動、點位運動和特殊軌跡運動，工藝屬性包括自由運動、輪胎抓取或釋放運動和輔助運動，類型屬性包括自由點和約束點。機器人在搬運空間運動時，示教若干抓取運動點、輔助運動點，并自動規(guī)劃中間自由運動位置點。
[0023]進一步地，所述的輪胎搬運機器人的控制方法，具體的搬運步驟包括:
51、安裝調(diào)試:將搬運機器人本體、控制系統(tǒng)以及傳感裝置安裝在汽車總生產(chǎn)線上，并完成系統(tǒng)調(diào)試過程；
52、啟動:輪胎搬運機器人通電后，進入啟動過程，輪胎搬運機器人完成初始化過程、自檢診斷過程以及自動回零過程，確?？刂葡到y(tǒng)運行正常，并進行位置校正；
53、示教:人工示教機器人運動軌跡中的若干關(guān)鍵位置點，并保存指令代碼；
54、取料:輪胎搬運機器人運動到取料位置抓取輪胎，經(jīng)過自動規(guī)劃的若干中間位置點，到達位置等待點；
55、檢測:紅外測距傳感器實時檢測位置信號并發(fā)送給搬運機器人控制器；
56、軌跡規(guī)劃:機器人控制器將讀取的傳感信號進行解析，并對目標(biāo)位置進行規(guī)劃和軌跡插補；
57、搬運:輪胎搬運機器人從位置等待點，根據(jù)規(guī)劃的運動軌跡運動，并根據(jù)反饋的位置信號，并實時監(jiān)測是否有干涉信號的存在，及時調(diào)整機器人本體和抓手的運動，直至完成整個輪胎搬運過程。
[0024]進一步的，上述步驟S6基于傳感器信號進行機器人軌跡規(guī)劃運動控制的原理圖如圖2所示。根據(jù)圖中所示，采用這一方法的搬運機器人的運行過程包括以下步驟:
首先，傳感裝置信號經(jīng)過位置采集模塊實時發(fā)送給搬運機器人控制系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)實時讀取傳感信號；
然后，處于等待狀態(tài)的機器人控制器統(tǒng)根據(jù)讀取的位置信號進行判斷，如果滿足運動要求就進行位置解析和轉(zhuǎn)換，計算出目標(biāo)位置，經(jīng)過路徑規(guī)劃算法模塊的目標(biāo)位置軌跡規(guī)劃、軌跡優(yōu)化過程，最終發(fā)送運動指令機器人執(zhí)行機構(gòu)；
最后，搬運機器人沿搬運機器人本體梁X的方向、懸臂的方向Z、前臂的方向Y調(diào)整輪胎抓取裝置的位置，輪胎抓取裝置沿第一軸線A、第二軸向B、第三軸線C調(diào)整輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)；到達目標(biāo)位置，從而完成整個運動過程。
[0025]本發(fā)明使用的機器人控制器9為固高工業(yè)機器人控制器CPAC-0T0B0X-800-TPG，適用于垂直關(guān)節(jié)型機械手，可最多容納8根控制軸，具有豐富的控制指令集和開發(fā)接口。
[0026]通過本發(fā)明提供的輪胎搬運機器人及其軌跡規(guī)劃方法，能夠自動完成輪胎搬運過程，大大節(jié)約人力成本，并提高生產(chǎn)效率；能夠通過智能指令系統(tǒng)及簡單的示教過程完成機器人的編程，從而簡化傳統(tǒng)人工逐點位置編程的過程；能夠通過傳感反饋裝置與機器人形成運動控制的反饋，從而實現(xiàn)機器人的更高精度運動，并及時調(diào)整機器人本體和抓手運動，從而保證了整個搬運過程及時有效。
[0027]可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輪胎搬運機器人，包括搬運機器人本體、安裝在搬運機器人本體上的輪胎抓取裝置、紅外測距傳感器、機器人控制器，所述紅外測距傳感器與機器人控制器連接，用于實時檢測目標(biāo)位置，并把位置信息傳送給機器人控制器；所述機器人控制器與搬運機器人本體連接；其特征在于: 其中，輪胎抓取裝置與搬運機器人本體連接處設(shè)有可以旋轉(zhuǎn)的第一手腕單元，所述第一手腕單元繞搬運機器人本體的長度方向的第一軸線(A)旋轉(zhuǎn)； 在該第一手腕單元上，繞大致垂直于所述第一軸線(A)的第二軸線(B)可以旋轉(zhuǎn)的設(shè)置第二手腕單元； 在該第二手腕單元上，設(shè)置有輪胎抓取裝置，所述輪胎抓取裝置繞大致垂直于第二軸線(B)的第三軸線(C)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎搬運機器人，其特征在于:所述搬運機器人本體包括底座、活動定位于底座上并與底座垂直設(shè)置的懸臂、垂直安裝于懸臂末端的前臂； 所述底座設(shè)有梁，梁上設(shè)有第一導(dǎo)軌，所述懸臂上設(shè)有第二導(dǎo)軌，懸臂與底座連接處設(shè)有連接件，該連接件與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接處分別設(shè)有滾輪，使懸臂沿梁的長度方向水平移動，并且使懸臂上下移動； 所述前臂的末端連接第一手腕單元，并且所述第一手腕單元繞前臂的長度方向的第一軸線(A)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎搬運機器人，其特征在于:所述前臂采用皮帶傳動的伸縮式倍速機構(gòu)對其長度方向的運動進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎搬運機器人，其特征在于:所述機器人控制器上設(shè)有顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輪胎搬運機器人，其特征在于:所述輪胎搬運機器人上設(shè)有紅外測距傳感器，所述輪胎抓取裝置的末端為一輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)，紅外測距傳感器設(shè)置在輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)前端，用于檢測汽車輪胎裝配螺紋孔位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輪胎搬運機器人，其特征在于:所述輪胎抓取裝置采用氣缸驅(qū)動，具體包括氣缸、電磁氣閥、輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)；電磁閥與汽缸通過氣動接頭、PU管相連接，汽缸與輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)直接連接，通過控制電磁氣閥通電斷電來控制汽缸的運動，進而控制輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)抓取或松開輪胎。
7.一種輪胎搬運機器人控制方法，具體的搬運方法包括以下步驟:所述 51、安裝調(diào)試:將搬運機器人本體、機器人控制器以及紅外測距傳感器安裝在汽車總生產(chǎn)線上,并進行系統(tǒng)調(diào)試； 52、啟動:搬運機器人通電后，進入啟動過程，搬運機器人完成初始化、自檢診斷過程以及自動回零過程，并進行位置校正； 53、示教:人工示教搬運機器人運動軌跡中的若干關(guān)鍵位置點，并保存指令代碼； 54、取料:搬運機器人運動到取料位置抓取輪胎，經(jīng)過預(yù)先規(guī)劃的若干中間位置點，到達位置等待點；進行中間位置點規(guī)劃時，控制系統(tǒng)內(nèi)部使用單軸運動算法進行規(guī)劃，以梁(X)的方向、懸臂的方向(Z)、前臂的方向(Y)進行規(guī)劃，以設(shè)定的步長進行計算，并避開障礙物；抓取時，夾爪首先松開，機械手向著輪胎方向運動，在即將到達輪胎位置時，運動速度放緩，輪胎抓取裝置沿第一軸線(A)、第二軸向(B)、第三軸線(C)調(diào)整輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)，并運行到抓取位置，然后夾緊夾爪抓取輪胎； 55、檢測:紅外測距傳感器實時檢測輪胎的位置信號并發(fā)送給機器人控制器； 56、軌跡規(guī)劃:機器人控制器將讀取的傳感信號進行解析，并對目標(biāo)位置進行規(guī)劃和軌跡插補； 57、搬運:搬運機器人從位置等待點，根據(jù)規(guī)劃的運動軌跡運動，并根據(jù)反饋的位置信號，并實時監(jiān)測是否有干涉信號的存在，及時調(diào)整搬運機器人本體和抓手的運動，直至完成整個輪胎搬運過程；其中，干涉信號由紅外測距傳感器提供，當(dāng)存在干涉時傳感器將信號傳輸給控制器，控制器發(fā)出停止信號，搬運機器人停止運動，重新進行規(guī)劃和軌跡插補，調(diào)整搬運機器人本體和抓手的運動，直至完成整個輪胎搬運過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種輪胎搬運機器人控制方法，其特征在于:搬運機器人抓住輪胎后將輪胎搬運到指定位置的具體過程為: 首先，紅外測距傳感器信號經(jīng)過位置采集模塊實時發(fā)送給搬運機器人控制系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)實時讀取傳感信號； 然后，處于等待狀態(tài)的機器人控制器根據(jù)讀取的位置信號進行判斷，如果滿足運動要求就進行位置解析和轉(zhuǎn)換，計算出目標(biāo)位置，經(jīng)過路徑規(guī)劃算法模塊的目標(biāo)位置軌跡規(guī)劃、軌跡優(yōu)化過程，最終發(fā)送運動指令機器人執(zhí)行機構(gòu)； 最后，搬運機器人沿搬運機器人本體梁(X)的方向、懸臂的方向(Z)、前臂的方向(Y)調(diào)整輪胎抓取裝置的位置，輪胎抓取裝置沿第一軸線(A)、第二軸向(B)、第三軸線(C)調(diào)整輪胎抓取執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)；到達目標(biāo)位置，從而完成整個運動過程。
【文檔編號】B25J19/02GK104354157SQ201410590380
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】樓佩煌, 錢曉明, 劉榮 申請人:南京航空航天大學(xué)